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固体火箭发动机(SRM)在军事、航天领域有着极为广泛的应用。喉衬作为SRM的关键部件,工作条件极为恶劣,烧蚀为其主要破坏形式。C/C复合材料具有耐高温、质量轻等良好性能,已经被广泛用来制造SRM喉衬部件。因此研究C/C喉衬烧蚀性能具有极其重要的工程应用价值。本文从烧蚀理论出发,全面分析C/C喉衬在复杂燃气环境中所发生的物理、化学过程后,认为C/C喉衬热化学烧蚀既受壁面化学反应速率影响,又受燃气中氧化性组分由中心向边界层扩散速率影响,且二者中的最小速率决定最终的烧蚀速率。认为OH在烧蚀过程中产生的影响不能被忽略,以此建立了三方程热化学烧蚀模型,并结合质量、动量和能量守恒原理,建立了热化学边界层模型。通过数值仿真,实现了考虑烧蚀反应吸热时的流场与固体之间的热耦合计算,获得了壁面反应吸热后的C/C喉衬温度场分布,并与忽略烧蚀反应的温度场分布进行对比,分析了二者之间的差异。分别计算了两方程模型与三方程模型C/C喉衬在同一条件下的烧蚀率,和实验数据对比后认为三方程模型更加合理,说明了OH在烧蚀过程中产生的影响不能被忽略。研究了燃烧室压强、外壁热流、有无气相反应、药柱种类等因素对C/C喉衬烧蚀的影响。研究结果表明C/C喉衬烧蚀率与燃烧室压强变化趋势相同;压强越高,虽然OH在燃气中的含量越来越少,但是OH对烧蚀速率的影响却越来越显著;C/C喉衬烧蚀速率沿喷管轴向先升高后降低,最后在出口处趋于平稳,最大烧蚀点在喉部上游,而不是正在喉部;外壁热流主要是通过改变喉衬壁面温度来影响烧蚀速率,在计算C/C喉衬烧蚀率时,不能单纯的认为喉衬外壁为绝热环境;气相反应使燃气中组元含量发生了变化,虽然2H O含量增加导致烧蚀速率增大,但是2CO含量减小降低烧蚀速率,二者综合起来的影响不大,在预测C/C喉衬退移规律时,可以忽略气相反应带来的影响;随着推进剂中铝含量由0增加到3.5%时,C/C喉衬烧蚀速率逐渐减小,3.5%增加到16%时,烧蚀速率逐渐增大,铝含量继续增大时,烧蚀速率又逐渐减小。